一种植物滤床生态工艺的制作方法

本发明属于污水处理领域，具体涉及一种污水的人工湿地处理技术。

技术背景：

随着农村经济的发展，农村生产、生活所排放的污水量日益增加，严重的污染不仅危害农民生命、农业生产安全，最终也将影响城市的水环境安全。但是由于农村污水具有排水量小，日变化系数大，有机物浓度偏低、间歇排放且不易收集集中处理的特点，农村地区水污染问题一直没有得到有效的解决，所以在我国广大农村地区，急需寻找一种低投资，低能耗，低成本，方便推广的污水处理工艺，改善农村地区日益严重的水域污染问题。

技术实现要素：
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为了解决上述问题，本公司依据国外用于水体富营养化治理的水耕植物过滤法，并结合本公司多年的人工湿地工程经验，建立一套新型的植物滤床处理工艺。该工艺在湿地中依次建设厌氧区、好氧区和缺氧区，在高效除碳的过程中有针对性的提高水体有机氮的去除效果。同时，在植物吸收除磷的基础上，增加物理化学方法，即设置方解石填料区，当水流流过该区域时，水体中的磷酸根与方解石中的碳酸钙成分发生化学反应，形成稳定的磷酸盐沉淀，实现去除水体中的磷污染，强化人工湿地的除磷效果。

本发明的工艺技术流程为：稳定塘+植物滤床+深度净化塘+强化除磷单元，包括步骤如下。

1)污水首先进入稳定塘，进行初步预处理，稳定塘中水体流速较慢，深度较深，底部基本上呈厌氧状态，为微生物的厌氧反应创造条件，其有益效果是一方面能够去除水体中的部分悬浮物，降低后续潜流湿地堵塞的风险，另一方面有利于有机氮转变为氨氮，为后续硝化反应创造条件，同时实现将水中的大分子有机物水解转化小分子有机物，提高可生化性。

2)植物滤床，作为该工艺的核心单元，主要作用是深度净化污水中的污染物，同时依靠植物群落的水体增氧效果，提高氧气的利用率，促进植物滤床水体内部的硝化反应，将氨氮转化为硝态氮，为后续反硝化反应创造条件。和传统人工湿地比较，该单元具有以下优点：首先该单元不需要填料基质，避免了填料堵塞的问题，方便运行管理，易于调整空间配置，从而节约了建设周期和资金成本，有利于快速的推广运用。其次，单元内部密集发达的植物根系形成浓密的净化滤床，本公司培育的驯化微生物依附在根系上形成生物膜，同步高效除碳脱氮，降解藻类及藻毒素。第三，单元内投加的一定数量的景观鱼强化植物滤床的生物多样性，提高净水效果。

3)深度净化塘深较稳定塘浅，较表流湿地深，一般塘内底部水体为缺氧环境，其有益效果是能够为反硝化反应创造良好条件，将硝态氮转化为氮气，从而实现从水体中的去除。

4)强化除磷单元是本项技术中除磷的主要单元，单元内设置有方解石填料，其有益效果是污水中的 正磷酸盐能与方解石中的Ca²离子反应生成磷酸钙或羟基磷灰石沉淀而得以去除，提高湿地的除磷效果。

附图说明：

图1工艺流程示意图

图2单元布置示意图

编号：①稳定塘 ②植物滤床 ③深度净化塘 ④强化除磷单元

人工水草 方解石填料。

具体实施方式：

以图2为例，污水首先进入稳定塘①，深度为2～3m，塘内可以铺设人工水草为微生物提供附着点，形成生物膜；为实现更好的处理效果，布水方式最好采用顶部进水底部出水。在稳定塘①内部分有机氮转化为氨氮、大分子有机物水解为小分子有机物，悬浮物得到一定的去除，大大提高后续系统的稳定性和处理效率。

稳定塘①出水进入植物滤床②中，其内部形成一个由水生动、植物及共生微生物构成的高效生态净化系统，其主要作用是将水中的悬浮性污染物和藻类过滤去除，脱碳除磷，同时进行硝化作用，将氨氮转化为硝态氮。

植物滤床②后端设置深度净化塘③，深度一般为1.5～2.0m，水力停留时间一般为3-7天，塘内可设置挺水植物、浮叶植物、沉水植物等，也可增设人工水草提高处理效率，其主要作用是进一步去除COD，同时将硝态氮转化为氮气，使之进入大气环境从而实现水体氮源污染的去除。

深度净化塘③出水进入强化除磷单元④，单元内设置有方解石填料填料可以埋没于水面下方，也可以坝的形式使污水从其缝隙中流过。方解石填料对磷酸盐具有较强的固定能力，具有无毒无害、价格便宜、比表面积大、吸附性好的特点，污水中的正磷酸盐能与方解石中的Ca²⁺离子反应生成磷酸钙或羟基磷灰石沉淀而得以去除。